金属材料の強度について

質問

金属材料の肉厚が大きくなると、肉厚中央部付近の強度が低下する現象(質量効果)がありますが、この理由をご存知の方はいらっしゃらないでしょうか。

回答No.1

noname#58692

ご参考になればいいのですが。
http://www.tobu.or.jp/yasashii/book/gj10.htm

『質量効果：同じ成分の鋼でも太さや厚みが異なると、硬さが入り難くなります。
つまり、硬さと深さは鋼材の質量によって変化するのです。これを焼入れの質量効果と呼んでいます。
質量効果が大きいと云うことは、鋼材の大きさによって硬化の差が大きいことを意味し、
大物になるほど焼きが入りにくと云うことになります。また、逆に質量効果が小さいと云うことは、
質量による影響が小さく、大物まで良く焼きが入ると云うことになります。
一般的に炭素鋼は質量効果が大きく、特殊鋼は小さいと云えましょう。』

補足

ご回答、本当に有難うございます。残念ながら私の悩んでいる質量効果は、焼入れの質量効果ではありませんでした。同じ呼び名なので説明が不十分だったことと思います。申し訳ありません。焼入れの場合も、恐らく表面からの伝熱の大小によってマルテンサイト変態時の冷却速度が変化し、焼きの入り方が変わったり、教えていただいたホームページにも書かれているように、確かにBなどの添加元素によってその状況を変化させることできたりしますね。この現象とは別に、金属が溶融状態から極めてゆっくりと冷却されてほぼ同じ熱履歴を辿っても肉厚の中央部が強度低下する現象があり、現象自体はよく知られているのですが、その原因が分かりません。大学教授も含め、かなりの方に聞いたのですが、現時点で不明のままです。もしかしたら解明されていないかもしれません。いずれにしても、貴重な時間をお使いいただき感謝いたします。